CN100387094C - 码分多址系统中的一种越区切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址系统中实现越区切换的方法，该方法包括以下步骤：步骤A.RNC接收并缓存UE上报的同频小区的测量报告，选择符合要求的上报小区并进行排序；步骤B.RNC根据当前活动集的质量或自身需求判断是否需要启动非同频切换，如果是，则进入步骤C，否则结束本流程；步骤C.RNC根据UE的状态和缓存的同频测量报告，由UE的活动集小区或者当前驻留小区，以及UE上报的排序后的同频小区信息构造非同频切换的同频参考集；步骤D.RNC根据步骤C参考集中个数由多到少的小区组合的邻近小区的交集不重复地生成非同频候选小区集；步骤E.从步骤D所生成的非同频候选小区集中选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区，发起非同频硬切换。

Description

码分多址系统中的一种越区切换方法

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术中的切换领域，尤其涉及一种码分多址系统中的越区切换方法。

背景技术

在蜂窝移动通信系统中，为了提高频谱资源的利用率和整个系统的容量，系统中的射频功率须局限于一定的范围之内。当移动台(UE)离开一个小区并进入另外一个小区时，它所接收到的原小区的信号必然越来越弱，而它所接收到的正在进入小区的信号将会越来越强。为了保证UE的通信质量，必须将UE由原来的基站切换到信号较强的新基站，即由源小区向目标小区切换。根据源小区与目标小区的性质，蜂窝移动通信系统中的切换包括同频切换与非同频切换，而后者又包括异频切换和异系统切换两种情况。进行切换的策略有网络控制切换、移动台辅助切换和移动台控制切换等。现在，包括GSM、IS-95以及3G-WCDMA等在内的较新的无线移动通信系统均采用移动台辅助切换策略。在这种策略中，UE和基站分别对前向和反向信道的质量进行测量，并将测量结果上报给网络，而后由网络根据测量结果进行切换判决。

为了获取前向和反向信道的质量，时分多址(TDMA)通信系统和码分多址(CDMA)通信系统的做法是不同的。

TDMA系统中，UE一般在每N个时隙中占用一个时隙进行通信，而在其它时隙则处于空闲状态。由于一般的UE只有一个射频接收机，某一时刻只能接收一种频率的信号，因此它利用这些空闲状态对目标频率进行测量，以便向网络报告目标频率的信道状况。

而在CDMA系统中，相邻小区可能会使用相同的频率，而且不同的UE也不再像传统的TDMA系统中以分时隙的方式使用频率。所以，CDMA不能使用TDMA中利用空闲状态的方法来测量目标频率。另外，在源小区与目标小区互为异频的情况下，只有一个射频接收机的UE无法同时测量两个不同频率的信号。因此CDMA系统在频分双工(FDD)模式下，为了对目标小区进行测量，以准备进行异频硬切换、FDD到时分双工(TDD)切换或者系统间切换，则需要启动压缩模式，即在传输的无线帧中产生一定的空闲时隙。启动压缩模式后，UE可以在空闲的时隙内对非同频目标小区进行测量，并将测量报告上报给无线网络控制器(RNC)，而后由RNC根据测量报告中前向和反向信道的质量进行非同频切换的判决。

总之，现有的非同频切换方法是，在当前活动集信号的质量无法满足通信要求时，启动压缩模式，产生空闲时隙，进行非同频测量，而后根据测量报告中目标小区的信号质量发起相应的切换。

使用现有的方法进行非同频切换时，会出现如下的缺点：

1、为了测量非同频信号，一般的单模移动终端需要启动压缩模式，以产生空闲时隙。由于压缩模式的传输空隙不支持快速功控，并且会损失部分交织增益，因此在压缩帧期间需要更高的信噪比，这导致了系统容量的降低。另外，本应该在一帧之中传输的数据在启动压缩模式时，只能压缩后进行传输，引起功率增高，造成对其他用户的干扰，从而影响基站或移动设备的性能。

2、单模移动终端由于需要启动压缩模式，并对目标频率进行测量，因此非同频切换的响应时间比较长，对于当前活动集质量下降比较快的情况，很容易造成掉话；而带有双接收机的UE，同样需要测量非同频信号，增加切换时间，并且UE的成本会比较高。

3、由于现有技术中测量目标频率方式的限制，每次构造的目标小区只能是异频或者异系统中的一种，所以一般不能够同时启动非同频切换中的异频和异系统切换，当异频或异系统切换失败后，系统欲重新发起切换，则必须再次进行各种信号的测量，因此很难在短时间内再发起另一次切换。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种码分多址系统中的越区切换方法，既能够避免启动压缩模式和测量目标频率对系统的干扰，又能够缩短切换响应时间。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于服务质量判断准则和网络规划小区信息的码分多址系统中的越区切换方法，该方法包含以下步骤：

A.RNC接收UE通过上行信令携带的自身监视集中所有小区的随机接入信道附加测量报告和同频测量报告，丢弃测量值小于参考集绝对门限的上报小区，将保留下来的小区测量报告中的测量值按照由高到低的顺序排列并存储；

B.RNC根据当前活动集的质量或自身需求判断是否需要启动非同频切换，如果是，则进入步骤C，否则结束本流程；

C.RNC判断UE是否处于小区专用信道状态，如果是，则首先将活动集小区中信号质量最优的小区放入参考集中，再将活动集中剩余的小区按信号质量从高到低的顺序依次放入，否则，将UE当前的驻留小区放入参考集；RNC获取当前系统时间，并根据步骤A中UE上报的测量报告记录时间，计算缓存的同频测量报告中每个小区测量值的缓存时间T，丢弃缓存时间大于最大相关时间的小区，根据缓存测量报告的测量值、缓存时间和线性因子计算当前的小区质量估计值，将小区质量估计值大于参考集绝对门限的小区通过按估计值从高到低排序的方法确定小区优先级，并依次放入同频参考集；判断当前参考集中的小区个数是否小于最小参考集大小，如果是，则结束本流程，否则继续进行步骤D；

D.RNC选择n个参考集小区的非同频相邻小区的交集，放入非同频候选小区集中，并在判断出n等于最小参考集大小t时，执行步骤E，如果不等于，则进一步判断非同频候选小区集的小区数目是否达到最大候选集大小m，如果是，则执行步骤E，否则，将n值减去1后，重新执行步骤D；

E.从步骤D所生成的非同频候选小区集中选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区，发起非同频硬切换。

步骤B中所述的需要启动非同频切换的情况为：当前活动集的质量较差，不满足通信要求；或者RNC认为需要启动非同频切换。

步骤E进一步包括：在非同频候选小区集不为空的情况下，RNC选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区发起非同频硬切换；如果非同频候选小区集为空，则结束本流程。

上述方案中所述的非同频为异频、异系统、或异频和异系统。

非同频为异频时，则所述的非同频候选小区集为异频候选小区集。

非同频为异系统时，则所述的非同频候选小区集为异系统候选小区集。

非同频为异频和异系统时，则所述的非同频候选小区集为异频候选小区集和异系统候选小区集。

在未指定进行异频硬切换还是异系统硬切换的情况下，步骤E进一步包括：

E1.RNC判断是否采用异频优先原则，如果是，执行步骤E2，否则，执行步骤E3；

E2.判断异频候选小区集是否为空，如果是，则选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统切换，结束当前处理流程，否则，选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频切换，结束当前处理流程；

E3.判断异系统候选小区集是否为空，如果是，则选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频切换，否则，选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统切换。

本发明所提供的码分多址系统中的越区切换方法，在需要进行非同频切换的情况下，通过同频小区信号质量和网络规划信息，选择非同频切换目标小区，直接发起非同频硬切换。具体而言，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中不需要测量非同频信号，因此无需启动压缩模式，所以可以避免对系统的容量和性能产生不良影响，并且能够降低对其他用户的干扰，从而优化系统性能，保证良好的通信质量。

2、本发明中只测量同频小区的信号质量，因此可缩短切换响应时间，在活动集质量下降比较快时，能够及时地发起切换，有助于保持通话的连续性。

3、由于本发明可以同时构造异频和异系统候选小区集，所以当某次异频或异系统切换失败后，系统能够在较短的时间内发起另一种切换，增强了切换的准确性。

附图说明

图1为本发明中码分多址系统越区切换方法的总体流程图。

图2为本发明中构造非同频切换的同频参考集的具体过程。

图3为本发明中生成异频切换候选小区集的具体过程。

图4为本发明中同时生成异频和异系统候选小区集的具体过程。

图5为本发明中未指定何种非同频切换的情况下发起切换的具体过程。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

本发明的核心思想是：提供一种码分多址系统中基于服务质量判断准则和网络规划小区信息的非同频越区切换方法，即UE对监视集中的同频小区进行测量时，获取公共导频信道的信噪比，选择满足给定目标值的小区构成同频参考集，通过上述同频参考集中小区的非同频相邻小区的交集生成候选小区集，而后选择候选小区集中优先级高的小区作为目标小区，发起非同频硬切换。

本发明中的非同频越区切换包括：异频切换、异系统切换以及异频和异系统切换等三种情况。每种情况均按照图1中所示的步骤进行：

步骤1：RNC接收并缓存UE通过上行信令上报的该UE所在小区的同频小区的测量报告。

首先，RNC接收UE通过上行信令携带的监视集中所有小区的随机接入信道(RACH)的附加测量报告和同频测量报告。

UE对自身监视集中所有小区的下行公共导频信道的接收信号码功率(RSCP)强度和信噪比(Ec/No)进行测量，并通过上行无线承载控制(RRC)信令将小区扰码号及其所对应的测量报告记录时间和上述测量值传给RNC，而后RNC缓存RACH测量报告和同频测量报告中当前同频相邻小区的测量报告内容。

其次，RNC丢弃测量值小于参考集绝对门限的上报小区。

而后，RNC将保留下来的小区测量报告中的测量值按照由高到低的顺序排列后，存储其相关信息，包括小区扰码号及其所对应的测量报告记录时间和上述测量值。

步骤2：RNC判断是否需要启动非同频切换，如果是，则进入步骤3；否则结束本流程。

本步骤中需要启动非同频切换的情况包括：当前活动集质量较差，表示没有更好的同频小区可以接入；或者RNC认为需要启动非同频切换。

当RNC认为需要启动异频切换时，至少包括以下情况：负载切换和基于业务的直接重试。所谓负载切换是指某小区的负载比较高，而该小区的异频相邻小区负载比较低，则RNC选择该小区的用户向其它异频相邻小区切换；基于业务的直接重试是指UE所在的当前小区无法支持其启动的某项业务，而其异频相邻小区可以支持，则RNC选择将UE切换到异频相邻小区中去。

当RNC认为需要启动异系统切换时，同样至少包括负载切换和基于业务的直接重试两种情况。此时上述两种情况指的均是RNC选择将UE切换到异系统相邻小区中去。

当RNC认为需要启动非同频切换，但并未确定是异频切换还是异系统切换时，此处的负载切换是指RNC选择将负载较高的小区中的UE向其它负载较低的异频或者异系统相邻小区中切换；而基于业务的直接重试则指RNC选择将UE向支持所需业务的异频或者异系统相邻小区中切换。

步骤3：RNC根据UE的状态和缓存的同频测量报告构造非同频切换的同频参考集。

图2表示出了构造同频参考集的具体过程。

步骤301～303：RNC判断UE是否处于小区专用信道(CELL_DCH)状态，如果UE处于CELL_DCH状态，由于在CELL_DCH状态下存在活动集小区，则首先将活动集中信号质量最优的小区放入参考集中，而后将剩余的活动集小区依次放入；否则，将UE当前的驻留小区放入参考集。

步骤304：RNC根据缓存的同频测量报告中的信息生成其余的参考小区。

为了生成其余的参考小区，RNC首先获取当前的系统时间，并根据步骤1中UE上报的测量报告记录时间，计算缓存的同频测量报告中每个小区测量值的缓存时间T；而后，考虑到小区测量值的时效性，RNC丢弃缓存时间大于最大相关时间(MaxRelatingTime)的小区；针对剩余的小区，再由RNC根据缓存测量报告的测量值和线性因子(LinearFactor)计算当前的小区质量估计值，即小区质量估计值等于小区测量值减去缓存时间T与线性因子的乘积；最后，RNC将估计值大于参考集绝对门限的小区通过按估计值从高到低排序的方法确定小区优先级后，依次放入同频参考集中。

步骤305～307：RNC判断当前参考集中的小区个数是否小于最小参考集大小，如果是，则结束本流程；否则继续进行步骤4。

步骤4：RNC根据参考集中小区的邻近小区的交集生成非同频候选小区集。

设参考集小区的实际数目为n，最小参考集大小为t，最大候选集大小为m。

如图3所示，对于进行异频切换的情况，步骤4进一步包括：

步骤411：RNC确定n个参考集小区的异频相邻小区的交集，生成异频候选小区集。

步骤412：判断n是否等于t，如果等于，则结束步骤4，转入执行步骤5发起切换的操作；如果不等于，则进行步骤413。

步骤413：判断异频候选小区集的小区数目是否达到m，如果是，则结束步骤4，转入执行步骤5发起切换的操作；否则，进行步骤414。

步骤414：将n减去1后的值再赋给n，并且转入执行步骤411。

需要注意的是，上述操作中得到的小区与候选小区集中已存在的小区重复时，不进行放入操作。

换言之，本步骤的目的是首先选择n个参考集小区的异频相邻小区的交集，放入异频候选小区集中；而后选取n-1个参考集小区的异频相邻小区的交集放入候选小区集中，依此类推；当选择了t个参考集小区的异频相邻小区的交集或者异频候选小区集中小区的数目达到m时，停止操作。

更为具体地，步骤411～414可以通过以下实例来说明：

假设当前参考集小区有3个，按照信号质量由高到低排列的优先级为小区1、小区2、小区3，其中小区1的异频相邻小区有{101，102，103，104，105}，小区2的异频相邻小区有{102，104，106，108，109}，而小区3的异频相邻小区有{102，105，106，108，110}，设最大候选集大小为5。

则生成异频候选小区集的操作如下：

首先，选取3个参考集小区的异频相邻小区的交集，放入异频候选小区集中，即小区1、2、3的异频相邻小区的交集为{102}，此时异频候选小区集为{102}，小区数目为1，未达到最大候选小区集大小；然后选取2个参考集小区的异频相邻小区的交集，放入异频候选小区集中，即小区1、2的异频相邻小区得到其交集为{102，104}，由于遵循不重复地放入候选小区集的原则，此时异频候选小区集变为{102，104}，而小区1、3的异频相邻小区的交集为{102，105}，异频候选小区集变为{102，104，105}，小区2、3的相邻异频小区的交集为{102，106，108}，异频候选小区集为{102，104，105，106，108}，这时异频候选小区集达到最大候选集大小，操作结束。

对于进行异系统切换的情况，步骤4进一步包括：

步骤421：确定n个参考集小区的异系统相邻小区的交集，生成异系统候选小区集。

步骤422：判断n是否等于t，如果等于，则结束步骤4，转入执行步骤5发起切换的操作；如果不等于，则进行步骤423。

步骤423：判断异系统候选小区集的小区数目是否达到m，如果是，则结束步骤4，转入执行步骤5发起切换的操作；否则，进行步骤424。

步骤424：将n减去1后的值再赋给n，并且转入执行步骤421。

同样地，上述操作中得到的小区与候选小区集中已存在的小区重复时，不进行放入操作。

如图4所示，对于进行异频和异系统切换的情况，步骤4进一步包括：

步骤4311：确定这n个参考集小区的异频相邻小区的交集，放入相应的异频候选小区集中。

步骤4321：判断n是否等于t，如果等于，则结束步骤4；如果不等于，则进行步骤4331。

步骤4331：判断异频候选小区集的小区数目是否达到m，如果是，则结束步骤4；否则，则进行步骤4341。

步骤4341：将n减去1后的值再赋给n，并且转入执行步骤4311。

在执行步骤4311～4341的同时还要通过步骤4312～4342生成异系统候选小区集：

步骤4312：确定n个参考集小区的异系统相邻小区的交集，放入相应的异系统候选小区集中。

步骤4322：判断n是否等于t，如果等于，则结束步骤4；如果不等于，则进行步骤4332。

步骤4332：判断异系统候选小区集的小区数目是否达到m，如果是，则结束步骤4，转入执行步骤5发起切换的操作；否则，进行步骤4342。

步骤4342：将n减去1后的值再赋给n，并且转入执行步骤4312。

同样地，上述操作中得到的小区与候选小区集中已存在的小区重复时，不进行放入操作。

步骤5：选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区，发起非同频硬切换。

在进行异频切换的情况下，当异频候选小区集不为空时，选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频硬切换；如果异频候选小区集为空，则结束本流程。

在进行异系统切换的情况下，当异系统候选小区集不为空时，选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统硬切换；如果异系统候选小区集为空，则结束本流程。

如图5所示，在未指定进行异频切换还是异系统切换的情况下，如果采用异频切换优先原则，此时当异频候选小区集不为空时，选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频硬切换，如果异频候选小区集为空，则进行异系统硬切换；如果采用异系统切换优先原则，此时当异系统候选小区集不为空时，选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统硬切换，如果异系统候选小区集为空，则进行异频硬切换。

具体采用异频切换优先原则还是异系统切换优先原则，是由RNC根据不同的策略进行控制的，例如：RNC可以根据当前用户的业务属性进行判决，如果当前业务属性要求尽量保留在本系统，则优先发起异频切换。

以上各步骤中的测量值可以为CPICH Ec/No或CPICH RSCP中的一种，最小参考集大小的取值范围为3～5。

本发明适用于不同频率小区之间的切换、码分多址系统向GSM系统的切换以及各种码分多址系统之间的切换。另外，本发明中的异系统切换还可以用于FDD模式与TDD模式之间的切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种码分多址系统中实现越区切换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A.RNC接收UE通过上行信令携带的自身监视集中所有小区的随机接入信道附加测量报告和同频测量报告，丢弃测量值小于参考集绝对门限的上报小区，将保留下来的小区测量报告中的测量值按照由高到低的顺序排列并存储；

B.RNC根据当前活动集的质量或自身需求判断是否需要启动非同频切换，如果是，则进入步骤C，否则结束本流程；

C.RNC判断UE是否处于小区专用信道状态，如果是，则首先将活动集小区中信号质量最优的小区放入参考集中，再将活动集中剩余的小区按信号质量从高到低的顺序依次放入，否则，将UE当前的驻留小区放入参考集；RNC获取当前系统时间，并根据步骤A中UE上报的测量报告记录时间，计算缓存的同频测量报告中每个小区测量值的缓存时间T，丢弃缓存时间大于最大相关时间的小区，根据缓存测量报告的测量值、缓存时间和线性因子计算当前的小区质量估计值，将小区质量估计值大于参考集绝对门限的小区通过按估计值从高到低排序的方法确定小区优先级，并依次放入同频参考集；判断当前参考集中的小区个数是否小于最小参考集大小，如果是，则结束本流程，否则继续进行步骤D；

D.RNC选择n个参考集小区的非同频相邻小区的交集，放入非同频候选小区集中，并在判断出n等于最小参考集大小t时，执行步骤E，如果不等于，则进一步判断非同频候选小区集的小区数目是否达到最大候选集大小m，如果是，则执行步骤E，否则，将n值减去1后，重新执行步骤D；

E.从步骤D所生成的非同频候选小区集中选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区，发起非同频硬切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述的需要启动非同频切换的情况为：当前活动集的质量较差，不满足通信要求；或者RNC认为需要启动非同频切换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤E进一步包括：在非同频候选小区集不为空的情况下，RNC选取优先级高的非同频候选小区作为目标小区发起非同频硬切换；如果非同频候选小区集为空，则结束本流程。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述的非同频为异频、异系统、或异频和异系统。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，非同频为异频，则所述的非同频候选小区集为异频候选小区集。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，非同频为异系统，则所述的非同频候选小区集为异系统候选小区集。

7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，非同频为异频和异系统，则所述的非同频候选小区集为异频候选小区集和异系统候选小区集。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在未指定进行异频硬切换还是异系统硬切换的情况下，步骤E进一步包括：

E1.RNC判断是否采用异频优先原则，如果是，执行步骤E2，否则，执行步骤E3；

E2.判断异频候选小区集是否为空，如果是，则选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统切换，结束当前处理流程，否则，选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频切换，结束当前处理流程；

E3.判断异系统候选小区集是否为空，如果是，则选取优先级高的异频候选小区作为目标小区发起异频切换，否则，选取优先级高的异系统候选小区作为目标小区发起异系统切换。

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